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EPISTEMOLOGÍA E HISTORIA DE LA CIENCIA SELECCIÓN DE TRABAJOS DE LAS XIII JORNADAS VOLUMEN 9 (2003), Nº9 Víctor Rodríguez Luis Salvatico Editores ÁREA LOGICO-EPISTEMOLÓGICA DE LA ESCUELA DE FILOSOFÍA CENTRO DE INVESTIGACIONES DE LA FACULTAD DE FILOSOFÍA Y HUMANIDADES UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA Esta obra está bajo una Licencia Creative Co mmons atribución NoComercial SinDerivadas 2.5 Argentina La idea de lenguaje universal en el álgebra de la lógica de Ernst Scbri:ider• Javier Legris' 1. Introducción Los trabajos de Emst SchrOder (1841-1902) dedicados al álgebra de la lógica han sido considerados como la culminación y la sistematización de la labor de Boole, McColl, De Mor· gan y Peirce. Esto vale especialmente para sus Lecciones sobre el álgebra de la lógica (Schroder 1890-1895), en cuyo tercer volumen se desarrolla de manera exhaustiva el "álgebra de relativos" iniciada por Peírce y que.!leva .a. un sistema algebraico equiparable con la lógica de predicados. En lo que sigue se mostrará que uno de los objetivos de este sistema formal consistía en el desarrollo de un lenguaje universal en el cual fundar las Ciencias, idea que tiene un origen leibniziano. La universalidad del lenguaje se manifiesta en la multipli· cidad de aplicaciones posibles. La idea de lenguaje universal ocupó la atención de matemáticos y filósofos en el siglo XIX tanto en el sentido de una lengua de comunicación universal para la ciencia, como en el sentido de un lenguaje formal en el cual formular toda teoría científica, y en ambos casos la tradición leibnizíana de la characteristica universalis y los nuevos desarrollos del álgebra resulUtron muy influyentes. Así, surgió la idea de concebir el álgebra, en particular el ''ál· gebra de la lógica", como un lenguaJe universal, consistiendo su universalidad en poder tener una multip!iGidad de interpretaciones . Esto presupone una riqueza expresiva del lenguaje algebraico para poder representar cualquier aspecto de la realidad. Schroder desarrolló en su Lehrbuch der Arithmetik und Algebra (1873) Jo que llamó álgebra absoluta, que abarcaba tanto el álgebra como la lógica. Posteriormente, la determinación de la dualidad entre suma y producto (determinación debida a Boole, pero que SchrOder hizo de manera independiente) condujo a analogías entre lógica y álgebra. La lógica se tomó un modelo del álgebra En su obra Operationskreis der Logikkalkuls ( 1877), SchrOder se ocupó exclusivamente de la lógica por primera vez, discutiendo los sistemas de Boole. En el vol. 1 (1890) de las Vorlesungen über d1e Algebra der Log1k se ocupó de la lógica de clases y, en el vol. 11 (1891), de la lógica de enunciados. El cumplimiento de Jos objetivos que SchrOder se había ftiado para el álgebra absoluta se alcanzan con la inclusión de la "lógica ele rela(:iones" (Lpgik d.er Relatiw} en la primera parte del vol. Ill de las Vorlesungen, donde se basa en la obra de Charles Peirce. Todo el sistema entero tenía conceptos (Begriffe) como elementos básicos (Urbegriffe, Grundbegriffe), que se sometían a un con· junto de operaciones básicas (Grundoperatíonen), aplicable a todo el campo de objetos del pensamiento (véase 1890, p. 93). t Umvers1dad de Buenos A1res. CONICET Epistemología e His1orta de la Ciencia, vol, 9 (2003) tf 9 250 ) Uno de los objetivos que tenía SchrOder era desarrollar un lenguaje científico universal con el cual dar fundamento a la fisíca y las demás ciencias naturales. En relación con este objetivo es que lleva a cabo una profunda innovación en la lógica. En un esbozo autobiográfico dé 190 l SchrOder mencionaba entre sus resultados un número de contribuciones que "se refieren a una reforma y desarrollo ulterior de la lógica." En estas contribuciones, se proponía Configurar la lógica como una dtsctphna computactonal [rechneriSch]; en especial hacer que los conceptos relativos sean susceptibles de un tratamiento exacto e in· cluso quitarles todo sustento en el ámbito de la filosofía de las grandes frases por medio de su emancipación de las ataduras ·usuales del lenguaje ordinario [ Wortsprache]., Así, se puede abrir camino para un lenguaje científico umversal, que se di· ferencie diametralmente-de las aspiraciones lingüísticas O. (a Volapük y que se presente como un lenguaje simbólico [Zeichenspraché] antes que como una lengua fonética (Schr5der 1901, cit en Peckhaus 1994.) i· 2. La idea de lenguaje universal en Leibniz y sus proyecciones El programa le1bniziano para reconstruir la ciencia Sé basaba en un_ lenguaje universal, cuyo núcleo es la characteristica universa/is, entendida como una teoría acerca de signos (GP VII, 205). Esta es la herramienta que permite. representar estructuras y procesos de pensamiento a través de un sistema de signos y sús transformaciones. Con esta characterisllca se obtiene conocimiento simbólico. Los símbolos corresponden no sólo a térmmos, sino también a enunciados. Las ideas seminales de la characteristica se encuentran ya en De arte combinatoria, donde el ars characterística construye y ordena signos, de un modo tal que represente las mismas r~la ciones en las que están los pensamientos referidos La lingua eharact~ristica resulta ser una aplicación de la combinatoria (A VI.!, 202). Los caracteres son entidades¡uateriales accesibles a la percepción mediante los cuales se representan relaciones entre objetos; pueclen ser letras, signos matemáticos, figuras geométricas o dibujos. La estructura de las exptesi_ones refleja la estructura de los objetos representados . El lenguaje es composicional:' CO!J· ceptos más complejos resultan de componer conceptos simples. Leibniz mismo escribe;: Rectentemente:_algunos hombres eminentes tm·aginaron cierta lengua o característiCa universal, según la cual se ordenan perfectamente todas las- nociOnes y c·osas. y Con ~Jlyo aux'dio diversas naciones pueden comunicar los pensa,mientos del espíritu, y cada uno es capaz de leer en. su lengua lo que el otro escribe. (GP VIIJ84.) La conextón entre caracteres puede efectuarse por medw de un cálculo, entendido como una operación que se defme para aquellos (véase la carta a Tschimhaus de mayo de 1678. "Calculus quam operatio per characteres" (GM IV, 462)). t;n otro texto Leibniz caracteriza la noción de cálculo del modo siguiente. El cálculo, o sea, la operaclón conststente en la producc1ón de relaciones por medto de transformaciones de las fórmulas., realizadas según ciertas leyes prescritas. (GP Vll206.) 251 En este sentido, el cálculo es una técnica aplicada a una lmgua charactens/íca. En el texto C 326 f., la characteristica se estructura en ta formación de expresiones y en elpasaje de expresiones dadas a otras. Una expresión es simple o compuesta. Las compuestas surgen por medio de aposición o coalición. La co~llción lleva a la obtención de nuevos caracteres En la aposición deben tomarse en consideración el orden de los caracteres. Sybille Krlimer considera los siguientes rasgos esenciales de la noción le!bniziana de cálculo (véase Krlimer 1992, p. 228): (a) Existe un conjunto finito de caracteres o símbolos fundamentales (b) Los caracteres se organizan de acuerdo con reglas de formación ("appositio" o "connexio"), dando lugar a fórmulas que son meras cadenas de signos. (e) Por medio de reglas de transformación se establecen relaciones entre las fórmulas . La "substitutio" es una regla de este tipo. (d) La fmalidad del cálculo reside en la producción de expresiones y su transformación mediante reglªs (de fonnación o transformación). En los cákulos los signos conforman sistemas cuyas reglas son independiéñtes·d~ ·;¡¡¡·íñíéipreíaéíóri (véase GP VII298). 3. La interpretación de Trendelenburg de la characteristica universalis Adolf Tréndelenburg tuvo una influencia indirecta en el desarrollo de los lenguajes formales de la lógica moderna al haber transmitido ideas de Leibniz. En su crítica a Hegel, planteó la necesidad de una vuelta a la lógica deductiva y de una transformación de la misma. Esta fue la "cuestión lógica" discutida a me.diados del siglo XIX en el contexto filosóñco alemán. Pero además, en su conferencia de 1856 "Sobre el proyecto leibniziano dé una característica uni'Lersar' ["Qller Lei.l1.ni~!"!J~ IO_ntwurf einer allgemeinen Charakteristik'1 ofrecida en la Academia de Ciencias de Berlín, hizo una- presentación de las ídea5 de T.eibniz' qué resultó muy influyente en el pensamiento posterior, en particular en SchrOder (y también debe mencionarse - en Frege). Trendelenburg comienza destacando el papel de los signos en el pensamiento y la comun.icación y añrma que en la ciencia se pueden idear signos que "represenien de manera diferenciada y .sintética los rasgos que están diferenciados y sintetizados en un concepto" (Trendelenburg 1867, p. 3). Como ejemplos de .esta "conceptografia" (Begrijftschrift) menciona el Sistema d~cimal (p. 4). Esta perspectiva puede extenderse a cualesquiera objetos, conduciendo a un "lenguaje característico de conceptos . " Leibniz llevó a cabo este programa con su llngticrchar(lcteristica, cuyo objetivo era obtener Una expresión adecuada y general de la esencia y que sea posible, por medio de una descomposición de conceptos en elementos; un tratamiento de los mismos a través delcá!C\11º. <Pil& 4,) Sin embargo, Trendelenburg criticó la aplicación de los cálculos de conceptos a los silogismos, ya que, argUmenta, la conexión de las propiedades en los conceptos es más compleja de lo que Leibniz supone (p. 24). SchrOder cita directamente a Trendelenburg (por ejemplo, SchrOder 1890, p. 94). 252 w. '.· t 4. El álgebra absoluta Como se mencionó antes, Schroder desarrolló el álgebra absoluta, que abarcaba tanto el álgebra como la lógica. Al final de su Lehrbuch der Arithmetík und Algebra propone un "programa" para el álgebra formal "en el sentido estricto de la palabra," que consiste en Aquellas ínvest1ga<:¡ones sobre las leyes de operac1ones algebraicas [ ..] que se refie· ren a números generales puros de un dominio ilimitado de -números, acerca de cuya naturaleza no se hace supuesto alguno. (1873, p. 233) El álgebra formal es la base para el estudio de diferentes sistemas específicos de núme· ros y de operaciones de cálculo. SchrOder resume así los objetivos del álgebra formal (1873, p. 293 s.): l. 2. 3. 4 El álgebra formal reúne en una totalidad sistemática todos los supuestos que sirven para definir operaciones de conexión ( Verknüpfungsoperationen) entre números de un dominio numérico determinado. El álgebra formal establece, dadas cualesquiera premisas, el sistema completo de con· secuencia ("Separation der F<>lgerungsmengen"). El álgebra formal investiga qué sistemas nurnérícos cerrados pueden construirse por medio de las operaciones definidas. El álgebra formal determina el sigmficado (Bedeutung) que corresponde a estos núme· ros y operaciones (geométrico, fisico, etc.), el "sustrato real" subyacente. Los dos primeros objetivos pueden considerarse sintácticos; los dos últimos, semánti· cos. Compárese la situación con la "axiomática formal" de Hilbert. Para SchrOder los nú· meros son signos (Zeichen), con lo cual se aparta totalmente de la tradición que define el concepto de número por medio de rnagmtud y medida, permitiéndole tener una concepción más abstracta de la matemática. El dominio - Zahlengebiet - de los sistemas a1gebrai9os puede ser de cualquier tipo. Y el objeto del álgebra absoluta son las regularidades a las que obedecen los operadores, las leyes "puras" que rigen a las operaciones. En un text¡> c;le 1874, Ober die forma/en Elemente der absoluten Algebra, SchrOder considera operaciones Esuma, p. ej ) entre conceptos, juicios, números y puntos sobre el plano. Consideracipnes semejantes hace en su reseña de la Begriffsschriji de Frege: el cálculo abstracto se aplica a un agregado (Mannigfaltigkeit) cualquiera que puede estar constituido por dominios (Ge· bíete) arbitrarios, tales corno partes de Qna superficie, sin considerar la medida (véase 1880, p. 85). S. El álgebra de la lágica como "notación conceptual" Según Schroder, el "álgebra de relativos" constituye la forma más desarrollada del álgebra de la lógica. El lenguaje algebraico está conformado por los siguientes signos (véase SchrOder 1890, 1891, 1895, 1898): A, B, C, D, ... son signos para elementos constantes (objetos o. también enunciados} Los signos l~j. h, k, ... , a, b, e son variables para clases o enunciados. Las variables con subíndices a,j, b,j· "' son variables para relaciones diádicas. Además, deben considerarse de manera esencial los siguíentes símbolos: O (elemento cero), 1 (elemento unidad),+ (operación suma), • (operación multiplicación), r, (signo de suma r 253 de los 1), ll; (signo para el producto de los 1),- (negación),, (orden, subsunción), =(igualdad, identidad). Son leyes del álgebra de relativos, por ejemplo, las siguientes expresiones; l..; a;+ l..; b1 = l'..;l'..¡(a;+ b¡). l'..;ll¡ a;¡ SH¡L; a;¡ (véase Schroder 1895, pp. 99 y s.). Con el esquema básico del "álgebra de la lógka'', eri particular el algeora de relativos, expuesto en las Lecciones, Schroder se proponía desarrollar un sistema simbólico, un lenguaje universal, diferente de una gramática general que sea común a todos las lenguas históricas (Kultursprachen)., Se trata de lo que llamaríamos un lenguaje formal y que él considera el "sistema de designactón más racional" de alcance universal y que tiene por finalidad expresar todos los procesos de pensamiento (das ratwnel/ste Bezeíchzmgssystem for dze Benennung a/ler Objekte und den Ausdruck a/ler Vorgiinge des Denkens, 1890, p. 64). Sus signos, a diferencia de las palabras de las lenguas históricas, representan conceptos, de modo que la tarea consiste en~ una vez .más retomando .ideas de. Tr.endele.nb.urg 1867 "poner en contacto inmediato la configuración del signo con el contenido del concepto" (1890, p. 93). Schroder expresa su propósito con las siguientes palabras. Ha surgido para nosotros el 1deal de configurar nuestro enteró sistema de conceptos en -un sistema organizado de manera estrictamente científiCa, conStruyendo todos los conceptos a partir de- la menor cantidad _posible de conceptos básicos [Grundbegrüjen) u originarios [Urbegnffén), por medio de la menor cantidad posible de operaciones básicas [Grundoperalionen) (SchrOder 1890, p. 93 j Surge el problema de establecer una correSpondencia regida por leyes entre el-signo y la cosa, por medio de una adecuada configuración del signo[ ... ] inventando, en lu- gar de la palabra ya ex_istente- en el lenguaje, si~os tales que representen de manera diferenciada y .sintética .las_ notas..diferenciadas_ y_ síntetizadas _en el co.n~_epto_. (_L_Qc__ cit) Una natación semejante, si _puede extenderse al ámbito total -de los objetos. del pensamlentQ, se convertirá en un le-nguaje caracteristico de cañ.éeptos, conceptografta [Begriffsschrift], en oposición a los signo_s de las palabras, que son más o menos indiferentes al contenido de las represeniaciones; y se coilvertini en Ufi lengu.ye universál de objetos (PasigraphieJ, en Oposición a las lenguas particulares de los pueblos. Así, hemos alcanzado la idea de un lengUaje universal_[ UniVerSalsprache] filosóficamente. científico. (Loe. cit.) Así, Schrodet señala que el sistema entero del álgebra de la lógic') constituye una lengua característica de conceptos, una Begrijfsschrifi, que refleja los rasgos de sus contenidos y una lengua general de objetos, y una Pasigraphie, en oposición a las lenguas particulares . Con ello, se obtiene un "philosophisch wissenschaftliche Universalsprache" (1890, loe. cit), Schroder reconoce los orígenes leibnizianos· de estas ideas (véase 1890, p. 95) y señala que su realización es posible únicamente si se determinan operaCiones básicas entre conceptos: La realización del ideal imaginado de una claslficactón ~ientífica y dé una designación sistemática de- todo lo nombrable debe, no obstante, [. ] tener- como presupuesto el conocimiento completo de determinadas operaciones básicas que unan los elementos conceptuales y el dominio de sus leyes. Este trabajo preliminar debe serres~ltado de la lógica. (Loe. cit.) 254 6. La pasigrafia Schroder se ocupó posteriormente de un lenguaje universal o Pasígraphze (escritura universal) en su contribución al Primer Congreso Internacional de Matemática (Zurich, agosto de 1897)0 Allí dice que el objetivo de la pasigrafia es La constttuctón definitiva de un lenguaje umversal científico que esté libre de las peculiaridades nacionales y que esté destinado medtante su construcción a propor· cionar el fundamento para la filosofía verdadera, es decir, exactao (Schr5der 1898, p, 147.) En este lenguaje pueden expresarse todos los conceptos de ocada ciencia individual a partir de un conjunto mínimo de conceptos fundamentales (Urbegríjfen) o categorías y por medio de operaciones "puramente lógtcas" de aplicación universal que pueden considerarse un calculus ratiót:inator. Para fas categoríaS y operactones de e-sta 'lmgua characteristica' o -"scriptora unlver· salis~ se emplean signos .Y símbolos sencillos, de fácil manejo, como, por ejemplo, letras. Sln embargo, estos ·(a diferencia d_e las 'palabras~ de una lengua viva) son manejadas de manera absolutamente consecuente o con rigor mat~rnático. (SchrOder 1898, POo 148) SchrOder introduce un análisis de la matemática en términos de la pasigrafia, según el cual la matemática resulta ser una rama de la "lógica general" (SchrOder 1898, p, 149), En efecto, la lógica general basta para construir todos los conceptos aritméticos (número, finitud, límite, función, suma, etc), de modo que no se requieren otros principios que no sean los de la lógicageneralfSchrMer 1898, p.l49) Schroder intentaba concretar estas ideas sobre la pasigrafia en su l\lgebra de relaciones, que concibe como un instrumento para representar contextos matemáticos y que hace a las demostraciones breves, abarcables y más simples El álgebra de relaciones'se convierte así en un lenguaje formal, que por medio de interpretaciones se puede aplicar a diferentes ámbitos como la geometría, la teoría de conjuntos, la teoría de números, etc 7.. Observaciones finales Aquí se entrecruzan varias Ideas sobre el lenguaje universal. El álgebra de la lógica es un lenguaje universal en tanto presenta diferentes interpretaciones posibles en muy diferentes dominios (tal como Schroder lo expresa al comienzo del vol. li de sus Lecciones). Pero, a su vez, sólo el álgebra de relativos sirve como lenguaje universal, y Schroder la usa de un modo semejante al simbolismo de Peano (o, incluso, a la notación conceptual de Frege), Según Volker Peckhaus, el álgebra y la lógica de relativos de Schri:ider representan el mtento de convertir el programa del álgebra absoluta en un programa de fundamentos para todas las ciencias formalizables, aproximándose así al programa logicista de Frege (Peckhaus 1997, pp. 282-283). No obstante, debe tenerse en cuenta que Schr5der no se ponía como objetivo principal la formalización de la matemática, sino que su álgebra de la lógiCa respondía más al ideal de matematizar la lógica, tomada ésta como una disciplina de aplica- ción universaL 255 Posteriormente, Leopold Lowenheím retomó este camino. En su célebre articulo de 1915 sobre la validez de fórmulas de prímer orden en diferentes dominios, Lowenheim sigue la notación algebraica de SchrOder para cuantific¡¡dores y conectivas, y la presentación del sistema del "cá:léulo de relativos" {c¡ue correspondería a la lógica de primer orden) se hace sin recurrir a ¡IXiomas o reglas de inferencia. Lowenheim adopta el cálculo de relaciones tal como Schrodér lo había formulado en el vol. III de sus Lecciones (SchrOder 1895). En su trabajo "Logic As Calculus and Logic As Language", van Heijenoort destaca la novedad de los resultados de Lowenheim: "con Schroder, él se toma la libertad de cambiar el universo de discurso a voluntad y de basar sus consideraciones en cambios semejantes" (van Heijenoort 1967a, p. 444), y así rem¡eva contactos con la tradición de Schroder y Boole, opacada en aquel mom.ento. Es a través de Lowenheim que esta tradición cumplíó un PaP.el fi.lrrdal)le!!tal en el desarrollo de la metamatemática Ailos más tarde., Lllwénheim defendió las venÍajasdéi cálculo de relaciones de Peirce y Schriider frente al sistema de RussélL Lamentaba que se hubiera abandonado la "armonía y belleza" de hi matemática (Lowenheim 1940, p. 1) y, con ello, se hubiera limitado la investigación lógica: sus propios resultados habrían sido imposibles de expresar adecuadamente en el sistema de los PrinCipia Mathematica de Whitehead y Ru~sell, ya que, afirma, "signos inadecuados paralizan la productividad" (loe. cit.). El concepto de "conjunto de conjuntos" no es expresable en el lenguaje del cálculo de relaciones· de Schroder. Nu obstante, es posible formalizar toda la matemática en él, asignando letras de .individuos a clases y .relaciones. En particular, ofrece una definición de número como propiedad de. conjuntos (Lowe:nheim 1940, p. 5). Por lo demás, Lowenheim hace en su presentación algunas modificaciones en la simbología del eáleulo aprox4mándola a la de. los Pdncipia.Mathematica {los "coeficientes relacionales"- que corresponden a predicados- en mayúscula). Nota • Este trabaJO forma parte del proyec_to de cooperación ·argentmo·alemana AntorchasiDAAD i 4116·198: Referencias Kriimer, Sybille (1992), "Symbolische Erkenntnis bei Leibniz", Zeitschrifi fiir philosophísche Forschung, 46, pp. 224-237 Leibniz, Gottfried Wilhelm (GM), Mathemalísche Schrifien, edición de Carl Immanuel Gerhardt, 7 . vols. Berlín -Londres: Asher & Co . .::Naif, 1849-1863 [Reimpr.: Hildesheim, Olms, 1962.) Leibniz, Gottfried Wilhe1m (GP), Die phílosophísche Schrifien von Gottfrted Wi/helm Leibniz, e<ltción de Carl Immanuel Gerh:ard~ 7 vols. Berlín: Weidmann, 1875·1890 [Reimpr.: fiildesheim, Olms, 1961-1962.) · Leibniz, ·Gottfriea Wilhe1m (C), Opu..culrts et fragmrmts inédits; "l!ición de Louis Couturat. Parig, Alean, 1903. 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